CN112432675B - 一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，在差压流量计中置入一个加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值，再结合差压读数值计算出差压实际值。本发明基于位置传感器，预先采集不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值，对安装位置不同造成的差压流量计零点偏置进行自动修正，整个过程不需要人工干预，使用简单、方便。

Description

一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法
技术领域
本发明涉及差压流量计技术领域，具体是一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法。
背景技术
差压流量计基于伯努利方程，根据流体流过阻流体形成的差压与流体的速度和密度关系其中v表示流速流动速度，Δp表示阻流体形成的差压，ρ表示工作介质的密度，k表示仪表系数。
实际应用中，安装位置不同可能造成差压流量计中的差压测量元件的发生物理形变，或者膜片形变量不对称，进而导致差压传感器的输出产生零点漂移，即在流量为0时，Δp为非零值，从而使得流量计测得的流速存在零点偏置。
传统零点调整方法为，当流量计安装完成后，在确保流量为0的情况下，人为观察仪表显示的差压值，当差压不为0时，通过仪表的调零按钮进行调零操作。该方法时常需要人为观察校准，存在不便。此外，一些应用场合(例如远程监控)难以实现人工现场观察校准。
发明内容
针对现有技术中差压流量计零点调整方法存在的不足，本发明提供一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法。
本发明保护一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，在差压流量计中置入一个加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δpcalc，再结合差压读数值计算出差压实际值。
进一步的，所述加速度传感器为X单轴加速度传感器，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1)，(x2)，...，(xN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值xg，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值 其中，Xa＜xg＜Xa+1。
进一步的，所述加速度传感器为XY二轴加速度传感器，先保证X轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1)，(x1，y2)，...，(x1，yN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1)，(x2，y1)，...，(xN，y1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg，yg)，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值Δpcalc＝Δpab(1-Xd)(1-Yd)+Δp(a+1)bXd(1-Yd)+Δpa(b+1)(1-Xd)Yd+Δp(a+1)(b+1)XdYd，其中，Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1。
进一步的，所述加速度传感器为XYZ三轴加速度传感器，先保证X轴和Y轴加速度值不变，调整Z轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x1，y1，z2)，...，(x1，y1，zN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证X轴和Z轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x1，y2，z1)，...，(x1，yN，z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴和Z轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x2，y1，z1)，...，(xN，y1，z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg，yg，zg)，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值Δpcalc＝Δpabc(1-Xd)(1-Yd)(1-Zd)+Δp(a+1)bcXd(1-Yd)(1-Zd)+Δpa(b+1)c(1-Xd)Yd(1-Zd)+Δpab(c+1)(1-Xd)(1-Yd)Zd+Δp(a+1)b(c+1)Xd(1-Yd)Zd+Δpa(b+1)(c+1)(1-Xd)YdZd+Δp(a+1)(b+1)cXdYd(1-Zd)+Δp(a+1)(b+1)(c+1)XdYdZd，
其中，Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1，Zc＜zg＜Zc+1。
本发明还保护一种差压流量计，使用上述基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法进行零点偏置修正。
本发明基于位置传感器(即加速度传感器)，预先采集不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δpcalc，对安装位置不同造成的差压流量计零点偏置进行自动修正，整个过程不需要人工干预，使用简单、方便。
附图说明
图1为基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
实施例1
一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，在差压流量计中置入一个X单轴加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δpcalc，再结合差压读数值Δpread计算出差压实际值Δpreal。
样本点的采集方法：调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1)，(x2)，...，(xN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；若N＝4，则总样本点数为4。样本库在差压流量计生产过程中测试并存储。
差压偏置值Δpcalc的计算方法：差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值xg，此安装位置的差压偏置值 其中，Xa＜xg＜Xa+1。
下表1为本实施例差压流量计现场使用测试数据，本实施例提供的基于单轴加速度传感器的零点偏置自动修正方法的差压流量计测量误差在±5Pa以内。
xg Δpcalc Δpread Δpreal
0.01g -4.50Pa -2.01Pa 2.49Pa
0.25g -28.60Pa -24.25Pa 4.35Pa
0.36g 14.98Pa 10.98Pa -4.00Pa
0.45g 18.24Pa 22.45Pa 4.21Pa
0.55g 30.31Pa 34.12Pa 3.81Pa
0.80g -9.97Pa -11.25Pa -1.28Pa
0.99g 47.0Pa 44.35Pa -2.65Pa
表1
实施例2
一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，在差压流量计中置入一个XY二轴加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δpcalc，再结合差压读数值Δpread计算出差压实际值Δpreal。
样本点的采集方法：先保证X轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1)，(x1，y2)，...，(x1，yN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1)，(x2，y1)，...，(xN，y1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中。若N＝4，则总样本点数为42＝16。样本库在差压流量计生产过程中测试并存储。
差压偏置值Δpcalc的计算方法：差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg，yg)，此安装位置的差压偏置值Δpcalc＝Δpab(1-Xd)(1-Yd)+Δp(a+1)bXd(1-Yd)+Δpa(b+1)(1-Xd)Yd+Δp(a+1)(b+1)XdYd，其中， Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1。
下表2为本实施例差压流量计现场使用测试数据，本实施例提供的基于二轴加速度传感器的零点偏置自动修正方法的差压流量计测量误差在±2Pa以内。
表2
实施例3
一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，在差压流量计中置入一个XYZ三轴加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δp，再结合差压读数值Δpread计算出差压实际值Δpcalc。
样本点的采集方法：先保证X轴和Y轴加速度值不变，调整Z轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x1，y1，z2)，...，(x1，y1，zN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证X轴和Z轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x1，y2，z1)，...，(x1，yN，z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴和Z轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1，y1，z1)，(x2，y1，z1)，...，(xN，y1，z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中。若N＝4，则总样本点数为43＝64。样本库在差压流量计生产过程中测试并存储。
差压偏置值Δp的计算方法：差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg，yg，zg)，此安装位置的差压偏置值Δpcalc＝Δpabc(1-Xd)(1-Yd)(1-Zd)+Δp(a+1)bcXd(1-Yd)(1-Zd)+Δpa(b+1)c(1-Xd)Yd(1-Zd)+Δpab(c+1)(1-Xd)(1-Yd)Zd+Δp(a+1)b(c+1)Xd(1-Yd)Zd+Δpa(b+1)(c+1)(1-Xd)YdZd+Δp(a+1)(b+1)cXdYd(1-Zd)+Δp(a+1)(b+1)(c+1)XdYdZd，
其中，Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1，Zc＜zg＜Zc+1。
下表3为本实施例差压流量计现场使用测试数据，本实施例提供的基于三轴加速度传感器的零点偏置自动修正方法的差压流量计测量误差在±1Pa以内。
表3
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

Claims (2)

1.一种基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法，其特征在于，在差压流量计中置入一个加速度传感器，通过记录该差压流量计在不同安装位置的差压偏置值获得若干样本点；当该差压流量计安装于管道上，根据线性差值计算公式结合加速度传感器实测轴加速度值计算出当前安装位置的差压偏置值Δpcalc，再结合差压读数值计算出差压实际值；
所述加速度传感器为X单轴加速度传感器，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1),(x2),…,(xN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值xg，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值Δpcalc；差压偏置值 其中，Xa＜xg＜Xa+1；
或者，所述加速度传感器为XY二轴加速度传感器，先保证X轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1,y1),(x1,y2),…,(x1,yN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1,y1),(x2,y1),…,(xN,y1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg,yg)，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值Δpcalc；差压偏置值Δpcalc＝Δpab(1-Xd)(1-Yd)+Δp(a+1)bXd(1-Yd)+Δpa(b+1)(1-Xd)Yd+Δp(a+1)(b+1)XdYd，其中，Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1；
或者，所述加速度传感器为XYZ三轴加速度传感器，先保证X轴和Y轴加速度值不变，调整Z轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1,y1,z1),(x1,y1,z2),…,(x1,y1,zN)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证X轴和Z轴加速度值不变，调整Y轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1,y1,z1),(x1,y2,z1),…,(x1,yN,z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；再保证Y轴和Z轴加速度值不变，调整X轴加速度值，并记录下对应的差压偏置值{(x1,y1,z1),(x2,y1,z1),…,(xN,y1,z1)}作为样本点存储于差压流量计内部存储器中；差压流量计安装至管道上，其中的加速度传感器采集到加速度值(xg,yg,zg)，结合预先记录并存储的样本点，计算得到当前实际差压偏置值Δpcalc；差压偏置值Δpcalc＝Δpabc(1-Xd)(1-Yd)(1-Zd)+Δp(a+1)bcXd(1-Yd)(1-Zd)+Δpa(b+1)c(1-Xd)Yd(1-Zd)+Δpab(c+1)(1-Xd)(1-Yd)Zd+Δp(a+1)b(c+1)Xd(1-Yd)Zd+ΔPa(b+1)(c+1)(1-Xd)YdZd+Δp(a+1)(b+1)cXdYd(1-Zd)+Δp(a+1)(b+1)(c+1)XdYdZd，其中，Xa＜xg＜Xa+1，Yb＜yg＜Yb+1，Zc＜zg＜Zc+1。
2.一种差压流量计，其特征在于，使用权利要求1所述的基于位置传感器的差压流量计零点偏置自动修正方法进行零点偏置修正。
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